IRQ Coalesce之前NAPI有哪些优势？

Question

众所周知，有两种方法可以避免高负载网络中的硬件中断的一些开销，当硬件中断太多时，切换到它们需要花费太多时间。对于程序风格的性能和选择方法非常重要。

1. NAPI (New API) - 每隔一段时间不使用硬件中断和polls以太网设备。 Linux内核默认使用中断驱动模式，只有当传入数据包流量超过某个阈值时才切换到轮询模式。

  

http://en.wikipedia.org/wiki/New_API内核可以定期   检查以确定传入网络数据包的到达情况   中断，这消除了中断处理的开销。

1. Interrupt coalescing - 使用硬件中断，但如果发生中断，则禁用中断并启动poll一段时间，之后轮询终止并且中断被激活。

  

https://en.wikipedia.org/wiki/Interrupt_coalescing一种技巧   哪些事件通常会触发硬件中断   阻止，直到某一数量的工作待定，或者a   超时计时器触发器。

这两种方法都没有显着的中断成本 - 这是默认中断驱动模式的优势。

但第二种方法 - 中断合并更合理，因为它：

• 延迟时间 - 一旦程序包到达，立即尝试立即处理中断或在最近发生中断时轮询它。 NAPI对面不会立即处理框架，但会等待一段时间进行下一轮调查。

• 更少的CPU使用率 - 仅在至少有一个数据包到来时才开始轮询。但是，即使没有收到框架，也不是徒劳无功，就好像是NAPI一样。

IRQ Coalesce之前NAPI有哪些优势？

Answer 1

我将NAPI视为中断合并的一种形式。我认为你的问题可能源于对NAPI的误解。首先，NAPI涉及中断。此外，NAPI的民意调查实际上并非“徒劳”。请记住，对于NAPI，其想法是高吞吐量流量是突发性的。 NAPI仅在“数据包接收中断”发生后“启动”。

以下是如何使用NAPI的快速概述：

内核启动“数据包接收”中断，使用NAPI的网络设备驱动程序检测到该中断。然后，网络设备驱动程序禁用与接收数据包相关的中断并使用NAPI，告诉Linux网络子系统轮询设备驱动程序。 poll函数由设备驱动程序实现，并传递给网络子系统，并包含设备驱动程序的数据包处理程序。收到足够的数据包或达到超时后，重新启用数据包接收中断，一切都重新开始。

因此，NAPI基本上只是Linux网络子系统中的集中式API，用于支持中断合并以减少接收活锁情况。 NAPI为设备驱动程序开发人员提供了一个干净的中断合并框架。 NAPI不会一直运行，但只会在实际收到流量时发生，这使它基本上成为一个中断合并方案......至少在我的书中。

注意：这都是在使用NAPI的网络设备驱动程序的上下文中，但实际上NAPI可用于任何类型的中断。这也是NAPI的好处之一。

如果我的理解有任何错误，请随时指出它们！

Answer 2

让我们从没有napi和interupt合并开始。

第一种情况：活锁。这意味着当许多中断继续从服务进程中发出时，CPU仅处理中断，而从不允许用户级进程运行并实际为请求提供服务。为此，我们创建了napi，它以混合模式（中断+轮询）处理它。发生中断时，请对其进行处理并轮询一段时间以解决子序列请求。

第二种情况：优化。在引发中断之前，设备首先等待一点，然后再将中断传递给CPU。在等待期间，其他请求可能很快就会完成，因此可以将多个中断合并为一个中断传递，从而降低了中断处理的开销。

最后，它们之间没有冲突。尽管napi还可以优化CPU开销，但它们适用于不同的情况。

参考：计算机系统设计原理。